JP2005293940A - Light guide plate and backlight using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導光板及びそれを用いたバックライトに関する。さらに詳しくは、本発明は、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトに関するものである。 The present invention relates to a light guide plate and a backlight using the same. More specifically, the present invention has a convex dot pattern on the light exit surface, has a high transfer rate, has little variation in transfer rate depending on location, has high brightness, and is suitable for a backlight of a liquid crystal display device. The present invention relates to a light guide plate used and a backlight including the light guide plate.
パーソナルコンピュータ、薄型テレビジョン、カーナビゲーションシステムなどの表示画面に、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、液晶表示パネルとバックライトとを備えている。液晶表示装置のバックライトとしては、管状光源を導光板のエッジ部に設置するエッジライト型バックライトと、管状光源を光拡散板を介して表示画面の直下に設置する直下型バックライトが一般的に用いられている。エッジライト型バックライトは、透明なメタクリル樹脂などの成形品で作られた導光板のエッジ部の光入射面に、冷陰極管などの光源を配置する方式であり、薄型のバックライトを実現することができる。冷陰極管などの線状の光源から発せられる光を、均一な面状の光としてバックライトから効率的に出射させるために、導光板の反射面側には反射シートが積層され、出射面側には、下側プリズムシートと上側プリズムシートの２枚のプリズムシートがプリズムの方向が直交するように積層され、その上に光拡散シートが積層される場合が多い。導光板と下側プリズムシートの間に、さらに光拡散シートが積層される場合もある。
均一な面状の光を得るために、導光板の光反射面及び光出射面についても、梨地、プリズム面、突起又は窪みを有する面、ドット印刷面などのさまざまな形状が検討されている。例えば、輝線や暗線の出現を防止し、明るく均一な出射光を得ることのできる導光板として、光出射面又は光反射面に、半径５〜５０μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍ、曲率半径１０〜１００μｍである円弧状凸型若しくは円弧状凹型、又は、最大投射長１０〜１００μｍ、高さ若しくは深さ５〜５０μｍである三角柱、四角柱及び円柱の凸型若しくは凹型である光制御部を有し、光出射面又は光反射面に、入射端面部に向かって稜線を斜めに切り取ったプリズム部を有する導光板が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、前記特許文献１に記載されている導光板は、素材としてポリメタクリル酸メチルやポリカーボネートなどが用いられており、脂環式構造を有する樹脂は用いられていない。また、転写率が不十分であって、場所によるバラツキが大きく、かつ輝度が低いなどの問題があった。
In order to obtain uniform planar light, various shapes such as a satin surface, a prism surface, a surface having protrusions or depressions, and a dot printing surface have been studied for the light reflection surface and the light emission surface of the light guide plate. For example, as a light guide plate capable of preventing bright lines and dark lines from appearing and obtaining bright and uniform outgoing light, the light exit surface or the light reflection surface has a radius of 5 to 50 μm, a height or depth of 5 to 50 μm, and a radius of curvature. A light control unit that is a convex or concave shape of an arc-shaped convex shape or a concave shape that is 10 to 100 μm, or a triangular column, a quadrangular column, and a cylinder that has a maximum projection length of 10 to 100 μm and a height or depth of 5 to 50 μm. And a light guide plate having a prism portion in which a ridge line is cut obliquely toward an incident end surface portion on a light emitting surface or a light reflecting surface is proposed (Patent Document 1).
However, the light guide plate described in
本発明は、このような事情のもとで、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトを提供することを目的としてなされたものである。 Under such circumstances, the present invention has a convex dot pattern on the light emitting surface, has a high transfer rate, has little variation in the transfer rate depending on the location, has a high luminance, and has a back surface of a liquid crystal display device. It is made for the purpose of providing a light guide plate suitably used for a light and the like, and a backlight including the light guide plate.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる導光板において、光出射面に特定の形状を有する凸部を複数個設け、ドットパターンを形成することにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍの凸部を複数個有することを特徴とする導光板、
（２）光出射面に有する凸部の底直径が、１０〜５０μｍであり、かつ高さが５〜３０μｍである上記(１)項に記載の導光板、
（３）光出射面に有する凸部が曲面を有する上記(１)又は(２)項に記載の導光板、
（４）光出射面に有する凸部の形状が、半球状である上記(３)項に記載の導光板、
（５）光出射面に有する複数個の凸部の底面積の合計が、該光出射面の全面積の５〜５０％である上記(１)ないし(４)項のいずれかに記載の導光板、
（６）光反射面が、表面の算術平均粗さＲａが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面である上記(１)ないし(５)項のいずれかに記載の導光板、及び
（７）上記(１)ないし(６)項のいずれかに記載の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなることを特徴とするバックライト、
を提供するものである。
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that a light guide plate formed by molding a molding material containing a resin having an alicyclic structure has a convex shape having a specific shape on the light exit surface. It has been found that the object can be achieved by providing a plurality of portions and forming a dot pattern, and the present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) In a light guide plate having a light incident surface, a light reflecting surface and a light emitting surface formed by molding a molding material containing a resin having an alicyclic structure, the light emitting surface has a bottom diameter of 1 to 50 μm. And a light guide plate having a plurality of convex portions having a height of 0.5 to 30 μm,
(2) The light guide plate according to (1) above, wherein the bottom diameter of the convex portion on the light exit surface is 10 to 50 μm and the height is 5 to 30 μm.
(3) The light guide plate according to (1) or (2) above, wherein the convex portion on the light exit surface has a curved surface,
(4) The light guide plate according to the above (3), wherein the convex portion on the light exit surface has a hemispherical shape,
(5) The guide according to any one of (1) to (4), wherein the total area of the bottoms of the plurality of convex portions on the light exit surface is 5 to 50% of the total area of the light exit surface. Light plate,
(6) The light guide plate according to any one of (1) to (5) above, wherein the light reflecting surface is a flat surface or a prism surface having an arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm or less, and (7) the above (1) to (6), wherein a light reflecting surface of the light guide plate is laminated with a reflection sheet, and a light emitting surface is laminated with a downward prism sheet and a light diffusion sheet. Light,
Is to provide.
本発明によれば、光出射面に凸状ドットパターンを有し、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高く、液晶表示装置のバックライトなどに好適に用いられる導光板、及び該導光板を備えてなるバックライトを提供することができる。 According to the present invention, a convex dot pattern is provided on the light exit surface, the transfer rate is high, the transfer rate varies from place to place, the brightness is high, and it is suitably used for backlights of liquid crystal display devices. A light guide plate and a backlight including the light guide plate can be provided.
本発明の導光板は、脂環式構造を有する樹脂を含む成形材料を成形してなる、光入射面、光反射面及び光出射面を有する導光板において、光出射面に、底直径が１〜５０μｍであり、かつ高さが０.５〜３０μｍである凸部を複数個有する導光板である。
図１は、本発明の導光板の一態様の模式的斜視図である。本態様の導光板は、一側面が光入射面１であり、下面が光反射面２であり、上面が光出射面３である。光入射面と対向する側面は、光入射面よりも厚さが小さく、他の二つの側面４は台形となり、導光板全体はくさび形の形状をなしている。本態様の導光板は、光反射面が単位プリズムが密接して並んだプリズム面５であり、光出射面に、多数の半球状の凸部６を有する。
本発明において、光出射面に設けられる凸部は、底直径が１〜５０μｍであり、高さが０.５〜３０μｍである。該凸部の底直径及び高さが上記の範囲にあれば、良好な輝度を維持することができると共に、高い転写率が得られ、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、金型の製作が容易である。該凸部は、底直径が１０〜５０μｍで、高さが５〜３０μｍの範囲にあるものが、より金型の製作が容易なために好ましく、特に底直径が１５〜５０μｍで、高さが７〜３０μｍの範囲にあるものが好ましい。
なお、本発明における底直径とは、底部が円形の場合は円の直径を、長円形状の場合は長径を指す。また、底部が多角形状の場合は、各頂点が接するようにして作成された円の直径又は長円の長径を指す。
The light guide plate of the present invention is a light guide plate having a light incident surface, a light reflection surface, and a light output surface formed by molding a molding material containing a resin having an alicyclic structure. It is a light guide plate having a plurality of convex portions of ˜50 μm and a height of 0.5 to 30 μm.
FIG. 1 is a schematic perspective view of one embodiment of the light guide plate of the present invention. In the light guide plate of this aspect, one side is the
In the present invention, the convex portion provided on the light emitting surface has a bottom diameter of 1 to 50 μm and a height of 0.5 to 30 μm. If the bottom diameter and height of the convex portion are within the above ranges, good luminance can be maintained, high transfer rate can be obtained, and there is little variation in transfer rate depending on location, and the mold can be manufactured. Is easy. The convex portion preferably has a bottom diameter of 10 to 50 μm and a height in the range of 5 to 30 μm because it is easier to manufacture a mold, and particularly has a bottom diameter of 15 to 50 μm and a height of The thing in the range of 7-30 micrometers is preferable.
The bottom diameter in the present invention refers to the diameter of a circle when the bottom is circular, and the long diameter when it is oval. In addition, when the bottom is a polygonal shape, it refers to the diameter of a circle or the major axis of an ellipse created so that each vertex contacts.
本発明において、光出射面に設ける凸部の形状に特に制限はなく、本発明に係る成形材料の成形により形成し得る形状である限り、任意の形状とすることができる。本発明の導光板の製造方法は特に限定されないが、射出成形が好適に用いられる。図２は、凸部の形状を例示する断面図及び平面図である。本図において、(１)は半球状凸部であり、(２)は半球より小さい部分球面を有する凸部であり、(３)は半球より大きい部分球面を有する凸部である。(３)のような形状の凸部であっても、弾性限界内の変形によって型抜きが可能である限り、用いることができる。(４)は半回転楕円体状凸部であり、(５)は直円錐状凸部であり、(６)は正三角錐状凸部であり、(７)は正四角錐状凸部であり、(８)は正四角柱状凸部であり、(９)は正四角錐台状凸部である。
本発明の導光板においては、光出射面の凸部の底面積の合計が、光出射面の全面積の５〜５０％であることが好ましい。該凸部の底面積の合計が上記の範囲にあれば、十分に高い輝度が得られる。この凸部の底面積の合計は、１０〜３０％であることがより好ましい。
また、凸部の配列に特に制限はなく、種々の形態をとることができる。例えば正方格子や千鳥格子などが挙げられる。一方、凸部の密度についても特に制限はないが、光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高いことが好ましい。さらに、凸部を連続的に変化させるだけでなく、導光板の領域を二つ以上の複数の領域に分割して、それぞれに最適な密度をつけることも行われる。
本発明の導光板においては、光反射面が、表面の算術平均粗さＲaが０.１μｍ以下の平面又はプリズム面であることが好ましく、表面の算術平均粗さＲaが０.０５μｍ以下の平面又はプリズム面であることがより好ましい。該Ｒａが０.１μｍ以下であれば、良好な輝度を得ることができる。プリズム面の形状に特に制限はなく、例えば、底面の幅１〜１００μｍ、頂角３０〜１００度の単位プリズムを密接して並べた形状とすることができる。また、単位プリズムの方向にも特に制限はなく、例えば、光入射面と略垂直な方向とすることができ、あるいは、光入射面と平行な方向とすることもできる。
本発明の導光板の短手方向の長さは、特に限定されないが、好ましくは１００ｍｍ以上、さらに好ましくは１５０ｍｍ以上、特に好ましくは２００ｍｍ以上である。大型の導光板ほど光路長が長くなり、輝度を向上させることが一般に難かしいので、本発明の輝度向上効果が大きな役割を果たすからである。
In the present invention, the shape of the convex portion provided on the light emitting surface is not particularly limited, and can be any shape as long as it can be formed by molding the molding material according to the present invention. Although the manufacturing method of the light-guide plate of this invention is not specifically limited, Injection molding is used suitably. FIG. 2 is a cross-sectional view and a plan view illustrating the shape of the convex portion. In this figure, (1) is a hemispherical convex portion, (2) is a convex portion having a partial spherical surface smaller than the hemisphere, and (3) is a convex portion having a partial spherical surface larger than the hemisphere. Even the convex portion having the shape as in (3) can be used as long as it can be punched by deformation within the elastic limit. (4) is a semi-spheroid convex part, (5) is a right conical convex part, (6) is a regular triangular pyramidal convex part, (7) is a regular quadrangular pyramidal convex part, (8) is a regular quadrangular prism-shaped convex portion, and (9) is a regular quadrangular pyramid-shaped convex portion.
In the light guide plate of the present invention, it is preferable that the total of the bottom areas of the convex portions of the light exit surface is 5 to 50% of the total area of the light exit surface. If the sum of the bottom areas of the convex portions is within the above range, sufficiently high luminance can be obtained. The total of the bottom areas of the convex portions is more preferably 10 to 30%.
Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the arrangement | sequence of a convex part, A various form can be taken. For example, a square lattice or a staggered lattice can be used. On the other hand, the density of the convex portions is not particularly limited, but it is preferable that the light incident surface side is low and the side surface facing the light incident surface is high. Furthermore, not only the convex part is continuously changed, but also the region of the light guide plate is divided into two or more regions, and an optimum density is given to each.
In the light guide plate of the present invention, the light reflecting surface is preferably a plane or prism surface having a surface arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm or less, and a surface having a surface arithmetic average roughness Ra of 0.05 μm or less. Or it is more preferable that it is a prism surface. If the Ra is 0.1 μm or less, good luminance can be obtained. There is no restriction | limiting in particular in the shape of a prism surface, For example, it can be set as the shape which closely arranged the unit prism of 1-100 micrometers in width | variety of a bottom face, and 30-100 degrees of apex angles. Also, the direction of the unit prism is not particularly limited, and can be, for example, a direction substantially perpendicular to the light incident surface or a direction parallel to the light incident surface.
The length of the light guide plate of the present invention in the short direction is not particularly limited, but is preferably 100 mm or more, more preferably 150 mm or more, and particularly preferably 200 mm or more. This is because the larger the light guide plate is, the longer the optical path length becomes and it is generally difficult to improve the luminance, so the luminance improving effect of the present invention plays a major role.
本発明の導光板においては、成形材料として、脂環式構造を有する樹脂を含む材料が用いられる。脂環式構造を有する樹脂は、透明性に優れると共に、溶融樹脂の流動性が良好であるので、低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光板を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂は、ウエルドラインが発生しにくい。さらに、溶融樹脂は、温度による粘度変化率が小さいので、形成される導光板は、場所による転写率のバラツキが小さい。
脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、４〜３０であることが好ましく、５〜２０であることがより好ましく、５〜１５であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、５０重量％以上であることが好ましく、７０重量％以上であることがより好ましく、９０重量％以上であることがさらに好ましい。
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。
In the light guide plate of the present invention, a material containing a resin having an alicyclic structure is used as a molding material. Resin having an alicyclic structure has excellent transparency and good fluidity of the molten resin, so that the cavity of the mold can be filled with low injection pressure, and the hygroscopic property is extremely low. The light guide plate can be reduced in weight because it has excellent properties, does not warp the light guide plate, and has a small specific gravity. In addition, a resin having an alicyclic structure is unlikely to generate a weld line. Furthermore, since the molten resin has a small viscosity change rate due to temperature, the formed light guide plate has a small variation in the transfer rate depending on the location.
Examples of the resin having an alicyclic structure include polymer resins having an alicyclic structure in the main chain or side chain. A polymer resin having an alicyclic structure in the main chain can be particularly preferably used because it has good mechanical strength and heat resistance. The alicyclic structure is preferably a saturated cyclic hydrocarbon structure, and the carbon number thereof is preferably 4 to 30, more preferably 5 to 20, and further preferably 5 to 15. . The ratio of the repeating unit having an alicyclic structure in the polymer resin having an alicyclic structure is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and 90% by weight or more. More preferably.
Examples of the resin having an alicyclic structure include a ring-opening polymer or a ring-opening copolymer of a norbornene monomer or a hydrogenated product thereof, an addition polymer or an addition copolymer of a norbornene monomer, or Those hydrogenated products, polymers of monocyclic olefin monomers or hydrogenated products thereof, polymers of cyclic conjugated diene monomers or hydrogenated products thereof, vinyl alicyclic hydrocarbon monomers Or a hydrogenated product thereof, a polymer of a vinyl aromatic hydrocarbon monomer, or a hydrogenated product of an unsaturated bond part containing an aromatic ring of the copolymer. Among these, hydrogenated products of norbornene-based monomer polymers and hydrogenated products of unsaturated bonds containing aromatic rings of vinyl aromatic hydrocarbon-based monomer polymers have mechanical strength and heat resistance. Since it is excellent in property, it can be used especially suitably.
本発明において用いる成形材料には、成形時における酸化劣化や熱劣化を防止するために、酸化防止剤を添加することができる。また、成形品の耐光性などを向上させるために、耐光安定剤を添加することができる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましい。
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、１種を単独で用いることができ、あるいは、２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対して、０.０１〜２重量部であることが好ましく、０.０２〜１重量部であることがより好ましく、０.０５〜０.５重量部であることがさらに好ましい。
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；染料、顔料などの着色剤；帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。
An antioxidant may be added to the molding material used in the present invention in order to prevent oxidative degradation and thermal degradation during molding. Moreover, in order to improve the light resistance etc. of a molded article, a light resistance stabilizer can be added.
Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, and a sulfur-based antioxidant. These antioxidants can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type. Among these, phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted antioxidants can be suitably used. The addition amount of the antioxidant is preferably 0.01 to 2 parts by weight and more preferably 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component.
Examples of the light resistance stabilizer include hindered amine light resistance stabilizer (HALS) and benzoate light resistance stabilizer. These light-resistant stabilizers can be used alone or in combination of two or more. Among these, hindered amine light resistance stabilizers can be particularly preferably used. The addition amount of the light-resistant stabilizer is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.02 to 1 part by weight, with respect to 100 parts by weight of the resin component, and 0.05 to 0.5. More preferably, it is 5 parts by weight.
If necessary, other additives can be added to the molding material. Other additives include, for example, stabilizers such as heat stabilizers, ultraviolet absorbers and near infrared absorbers; resin modifiers such as lubricants and plasticizers; colorants such as dyes and pigments; antistatic agents and light Examples include a diffusing agent.
本発明のバックライトは、本発明の導光板の光反射面に反射シートが積層され、光出射面に下向きプリズムシートと光拡散シートとが積層されてなるバックライトである。図３は、本発明のバックライトの一態様の説明図である。本態様のバックライトは、導光板７の光入射面に冷陰極管８が取り付けられ、冷陰極管が反射板９で覆われている。導光板の光反射面に反射シート１０が積層され、光出射面に下向きプリズムシート１１と光拡散シート１２がこの順に積載されている。導光板の光反射面がプリズム面であるときは、光反射面の単位プリズムの方向と、下向きプリズムシートの単位プリズムの方向が、平行でないことが好ましい。本発明の導光板は、光出射面から出射する光の輝度が高く、高品質の画像表示を得ることができる。
本発明に用いる反射シートとしては、例えば、白色顔料を含む塗料を塗布した樹脂シート、白色顔料を練り込んだ樹脂シートなどを挙げることができる。白色顔料としては、例えば、鉛白、亜鉛華、酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、チタン酸鉛、酸化ジルコニウム、バライト、炭酸バリウム、白亜、炭酸カルシウム、石膏、炭酸マグネシウム、アルミナ、クレー、滑石粉、珪藻土などを挙げることができる。シートを構成する樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリエーテルスルホン、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを挙げることができる。
本発明に用いるプリズムシートとしては、例えば、透明基材シートの一方の面に、三角柱状、蒲鉾状、波状、台形状などの単位プリズムや、凹レンズ状、凸レンズ状などの単位レンズを形成し、他方の面が平面であるシートなどを挙げることができる。単位プリズム又は単位レンズの繰り返しピッチは、１〜１００μｍであることが好ましい。単位プリズムが三角柱状であるとき、その頂角は、３０〜１００度であることが好ましい。透明基材シートを構成する材料は、屈折率が１.４〜１.６であることが好ましい。このような材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ボリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセンなどのノモルボルネン系単量体からなる樹脂、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレートエポキシアクリレートなどからなる電離放射線硬化性樹脂、これらのカルボン酸変性物、ガラス、透明セラミックスなどを挙げることができる。
本発明に用いる光拡散シートとしては、例えば、アクリル樹脂やガラスなどのビーズを、アクリル樹脂、ポリウレタンなどの合成樹脂バインダーに分散した分散液を、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどの基材フィルムに塗工した光拡散シートや、合成樹脂製のシートの成形時に、エンボス加工を施すことにより、表面に凹凸を形成した光拡散シートなどを挙げることができる。
なお、本発明の導光板は、特開平１１−２８８６１１号公報に記載されている広発光エリアを確保したタンデム型面光源装置の導光板ユニットとしても使用することができる。
The backlight of the present invention is a backlight in which a reflection sheet is laminated on the light reflection surface of the light guide plate of the present invention, and a downward prism sheet and a light diffusion sheet are laminated on the light emission surface. FIG. 3 is an explanatory diagram of one embodiment of the backlight of the present invention. In the backlight of this embodiment, a
Examples of the reflective sheet used in the present invention include a resin sheet coated with a paint containing a white pigment, a resin sheet kneaded with a white pigment, and the like. Examples of white pigments include lead white, zinc white, titanium oxide, barium sulfate, calcium sulfate, lead sulfate, lithopone, zinc sulfide, lead titanate, zirconium oxide, barite, barium carbonate, chalk, calcium carbonate, gypsum and carbonic acid. Examples include magnesium, alumina, clay, talc powder, and diatomaceous earth. Examples of the resin constituting the sheet include ABS resin, polyester, polycarbonate, polyamide, polystyrene, polyethylene, polypropylene, poly (meth) acrylic ester, polyethersulfone, urethane resin, epoxy resin, polyimide, and the like. .
As the prism sheet used in the present invention, for example, a unit prism such as a triangular prism shape, a bowl shape, a wave shape, a trapezoidal shape, or a unit lens such as a concave lens shape or a convex lens shape is formed on one surface of a transparent substrate sheet, The sheet | seat etc. which the other surface is a plane can be mentioned. The repetition pitch of the unit prism or unit lens is preferably 1 to 100 μm. When the unit prism has a triangular prism shape, the apex angle is preferably 30 to 100 degrees. The material constituting the transparent base sheet preferably has a refractive index of 1.4 to 1.6. Such materials include, for example, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, acrylic resins such as methyl polymethacrylate, polycarbonates, polystyrene, polymethylpentene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, and other nomorbornene series. Examples thereof include resins made of monomers, ionizing radiation curable resins made of polyester acrylate, urethane acrylate epoxy acrylate, and the like, carboxylic acid-modified products thereof, glass, and transparent ceramics.
As the light diffusion sheet used in the present invention, for example, a dispersion liquid in which beads such as acrylic resin or glass are dispersed in a synthetic resin binder such as acrylic resin or polyurethane, is coated on a base film such as polyethylene terephthalate or polycarbonate. Examples of the light diffusion sheet include a light diffusion sheet having irregularities formed on the surface thereof by embossing at the time of molding of the light diffusion sheet or the synthetic resin sheet.
The light guide plate of the present invention can also be used as a light guide plate unit of a tandem surface light source device that secures a wide light emitting area as described in JP-A-11-288611.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
なお、導光板の転写率は下記の方法で求めた。
＜導光板の転写率＞
導光板のドット高さｈ1を超深度顕微鏡［(株)キーエンス製「ＶＫ−９５００］にて測定し、金型のドット部分の深さｈ0との比から、次式により求めた。
転写率(％)＝(ｈ1／ｈ0)×１００
実施例１
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
導光板の寸法は、縦２３０ｍｍ、横３０６ｍｍであって、横３０６ｍｍ側の光入射面となる側面の厚さ２.０ｍｍ、光入射面と対向する側面の厚さ０.６ｍｍであり、他の２側面は台形である。
金型は、光入射面側にファンゲートを設け、光反射面は、光入射面と略垂直方向に、底面の幅３０μｍ、高さ１５μｍ、頂角９０度の単位プリズムが密接して存在するプリズム面とし、その表面の算術平均粗さＲaは０.０１μｍとした。光出射面には、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が１０.６６％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が２１.３３％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
射出成形機［(株)日本製鋼所、Ｊ３５０ＥＬIII４６０ＨＡ、型締力３,４４０ｋＮ］を用い、溶融樹脂温度２７５℃、金型温度８０℃、射出１秒、射出後５０ＭＰａの保圧を７秒加え、その後冷却２７秒、取り出し５秒、合計４０秒の成形サイクルで、導光板を射出成形した。この導光板の転写率は９５％であった。
次いで、得られた導光板の光反射面に反射シート［東レ(株)、Ｅ６０Ｌ］を積層し、光出射面に下向きプリズムシート［三菱レイヨン(株)、Ｄ１１７ＴＦ］と拡散シート［(株)ツジデン、Ｄ１１７ＴＦ］を積層し、光入射面に冷陰極蛍光ランプ［ハリソン東芝ライティング(株)、ＭＢＶＭ１６Ｊ］を取り付け、冷陰極蛍光ランプを内面が白色の反射板で覆ってバックライトを作製した。
冷陰極蛍光ランプに点灯して１時間後に、表示画面の輝度を二次元色分布測定装置［ミノルタ(株)、ＣＡ−１５００Ｗ］を用いて測定した。平均輝度は、２,８５０ｃｄ／ｍ2であった。結果を第１表に示す。
実施例２
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,８４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９６％であった。結果を第１表に示す。
実施例３
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,７７０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
実施例４
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。
なお、半球状凸部は、正方格子配列とし、密度が光入射面側が低く、光入射面と対向する側面側が高くなるように配置した。すなわち、光出射面を、光入射面に平行に１０等分に分割し、光入射面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が４０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設けると共に、光入射面と対向する側面に接する領域に、その領域に占める半球状凸部の底面積の合計割合が５０.００％になるように、正方格子配列の半球状凸部を設け、その他の領域の正方格子配列の半球状凸部の密度を直線的に変化させた。
平均輝度は、２,６４０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例１
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４８０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
比較例２
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径１０μｍ、高さ５μｍ、底面積７８.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度も実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,３９０ｃｄ／ｍ2、転写率は８７％であった。結果を第１表に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The transfer rate of the light guide plate was determined by the following method.
<Transfer rate of light guide plate>
The dot height h 1 of the light guide plate was measured with an ultra-deep microscope [“VK-9500” manufactured by Keyence Corporation], and was calculated from the ratio with the depth h 0 of the dot portion of the mold by the following equation.
Transfer rate (%) = (h 1 / h 0 ) × 100
Example 1
A 15-inch light guide plate was produced by injection molding using a resin having an alicyclic structure [Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonore 1060R].
The dimensions of the light guide plate are 230 mm in length and 306 mm in width, the thickness of the side surface that becomes the light incident surface on the side of 306 mm is 2.0 mm, the thickness of the side surface facing the light incident surface is 0.6 mm, Two sides are trapezoidal.
The mold is provided with a fan gate on the light incident surface side, and the light reflecting surface has a unit prism having a bottom width of 30 μm, a height of 15 μm, and an apex angle of 90 degrees in a direction substantially perpendicular to the light incident surface. The prism surface was used, and the arithmetic average roughness Ra of the surface was set to 0.01 μm. A hemispherical convex portion having a diameter of 6 μm, a height of 3 μm, and a bottom area of 28.3 μm 2 is formed on the light exit surface so that the total bottom area is 11,300 mm 2 , that is, 16% of the total surface area of the light exit surface. Distributed.
The hemispherical protrusions were arranged in a square lattice arrangement so that the density was low on the light incident surface side and the side surface facing the light incident surface was high. That is, the light emitting surface is divided into 10 equal parts in parallel to the light incident surface, and the total ratio of the bottom area of the hemispherical projections in the region in contact with the light incident surface is 10.66%. In addition, a hemispherical convex portion having a square lattice arrangement is provided, and the total ratio of the bottom area of the hemispherical convex portion in the region is 21.33% in the region in contact with the side surface facing the light incident surface. A hemispherical convex portion of a square lattice arrangement was provided, and the density of the hemispherical convex portions of the square lattice arrangement in other regions was linearly changed.
Using an injection molding machine [Nippon Steel Works, J350ELIII460HA, mold clamping force 3,440 kN], a molten resin temperature of 275 ° C., a mold temperature of 80 ° C., injection for 1 second, and a holding pressure of 50 MPa after injection were added for 7 seconds. Thereafter, the light guide plate was injection molded in a molding cycle of 27 seconds for cooling, 5 seconds for removal, and 40 seconds in total. The transfer rate of this light guide plate was 95%.
Next, a reflection sheet [Toray Industries, E60L] is laminated on the light reflection surface of the obtained light guide plate, and a downward prism sheet [Mitsubishi Rayon Co., D117TF] and a diffusion sheet [Tsujiden Co., Ltd.] are formed on the light output surface. , D117TF] were stacked, a cold cathode fluorescent lamp [Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd., MBVM16J] was attached to the light incident surface, and the cold cathode fluorescent lamp was covered with a white reflector on the inner surface to produce a backlight.
One hour after turning on the cold cathode fluorescent lamp, the luminance of the display screen was measured using a two-dimensional color distribution measuring apparatus [Minolta, CA-1500W]. The average luminance was 2,850 cd / m 2 . The results are shown in Table 1.
Example 2
A 15-inch light guide plate was produced by injection molding using a resin having an alicyclic structure [Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonore 1060R].
A hemispherical convex portion having a diameter of 10 μm, a height of 5 μm, and a bottom area of 78.5 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 11,300 mm 2 , that is, 16% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that it was dispersedly arranged, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,840 cd / m 2 and the transfer rate was 96%. The results are shown in Table 1.
Example 3
A 15-inch light guide plate was produced by injection molding using a resin having an alicyclic structure [Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonore 1060R].
A hemispherical convex portion having a diameter of 30 μm, a height of 15 μm, and a bottom area of 706.5 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 11,300 mm 2 , that is, 16% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that it was dispersedly arranged, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,770 cd / m 2 and the transfer rate was 97%. The results are shown in Table 1.
Example 4
A 15-inch light guide plate was produced by injection molding using a resin having an alicyclic structure [Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonore 1060R].
A hemispherical convex portion having a diameter of 30 μm, a height of 15 μm, and a bottom area of 706.5 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 31,400 mm 2 , that is, 45% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that it was dispersedly arranged, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated.
The hemispherical protrusions were arranged in a square lattice arrangement so that the density was low on the light incident surface side and the side surface facing the light incident surface was high. That is, the light exit surface is divided into 10 equal parts in parallel to the light incident surface, and the total ratio of the bottom area of the hemispherical projections in the region in contact with the light incident surface is 40.00%. In addition, a hemispherical convex portion of a square lattice arrangement is provided, and the total ratio of the bottom area of the hemispherical convex portion in the region is 50.00% in the region in contact with the side surface facing the light incident surface. A hemispherical convex portion of a square lattice arrangement was provided, and the density of the hemispherical convex portions of the square lattice arrangement in other regions was linearly changed.
The average luminance was 2,640 cd / m 2 and the transfer rate was 97%. The results are shown in Table 1.
Comparative Example 1
Using a methacrylic resin [Asahi Kasei Co., Ltd., Delpet 70NHX], a 15-inch light guide plate was produced by injection molding.
A hemispherical convex portion having a diameter of 6 μm, a height of 3 μm, and a bottom area of 28.3 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 11,300 mm 2 , that is, 16% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that the dispersedly arranged molds were used, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,480 cd / m 2 and the transfer rate was 86%. The results are shown in Table 1.
Comparative Example 2
Using a methacrylic resin [Asahi Kasei Co., Ltd., Delpet 70NHX], a 15-inch light guide plate was produced by injection molding.
A hemispherical convex portion having a diameter of 10 μm, a height of 5 μm, and a bottom area of 78.5 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 11,300 mm 2 , that is, 16% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that the dispersedly arranged molds were used, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,390 cd / m 2 and the transfer rate was 87%. The results are shown in Table 1.
比較例３
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、直径３０μｍ、高さ１５μｍ、底面積７０６.５μｍ2の半球状の凸部を、底面積の合計が３１,４００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の４５％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例４と同様であった。
平均輝度は、２,３２０ｃｄ／ｍ2、転写率は８９％であった。結果を第１表に示す。
実施例５
脂環式構造を有する樹脂［日本ゼオン(株)、ゼオノア１０６０Ｒ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,６１０ｃｄ／ｍ2、転写率は９７％であった。結果を第１表に示す。
比較例４
メタクリル樹脂［旭化成(株)、デルペット７０ＮＨＸ］を用いて、１５インチ型導光板を、射出成形により作製した。
光出射面に、底面の直径６μｍ、高さ３μｍ、底面積２８.３μｍ2の直円錐状の凸部を、底面積の合計が１１,３００ｍｍ2、すなわち光出射面の全表面積の１６％になるように分散配置した金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、導光板を射出成形し、転写率を求めると共に、バックライトを作製して評価を行った。なお、半球状凸部の配列は、正方格子配列で、その密度は実施例１と同様であった。
平均輝度は、２,４５０ｃｄ／ｍ2、転写率は８６％であった。結果を第１表に示す。
Comparative Example 3
Using a methacrylic resin [Asahi Kasei Co., Ltd., Delpet 70NHX], a 15-inch light guide plate was produced by injection molding.
A hemispherical convex portion having a diameter of 30 μm, a height of 15 μm, and a bottom area of 706.5 μm 2 is formed on the light emitting surface so that the total bottom area is 31,400 mm 2 , that is, 45% of the total surface area of the light emitting surface. The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that the dispersedly arranged molds were used, the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 4.
The average luminance was 2,320 cd / m 2 and the transfer rate was 89%. The results are shown in Table 1.
Example 5
A 15-inch light guide plate was produced by injection molding using a resin having an alicyclic structure [Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonore 1060R].
The light emitting surface, a bottom surface diameter of 6 [mu] m, height 3 [mu] m, a straight conical projections of the bottom area 28.3Myuemu 2, the total of the bottom area of 11,300Mm 2, i.e. 16% of the total surface area of the light emitting surface The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that the molds arranged in a distributed manner were used, and the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,610 cd / m 2 and the transfer rate was 97%. The results are shown in Table 1.
Comparative Example 4
Using a methacrylic resin [Asahi Kasei Co., Ltd., Delpet 70NHX], a 15-inch light guide plate was produced by injection molding.
The light emitting surface, a bottom surface diameter of 6 [mu] m, height 3 [mu] m, a straight conical projections of the bottom area 28.3Myuemu 2, the total of the bottom area of 11,300Mm 2, i.e. 16% of the total surface area of the light emitting surface The light guide plate was injection-molded in the same manner as in Example 1 except that the molds arranged in a distributed manner were used, and the transfer rate was determined, and a backlight was produced and evaluated. The arrangement of the hemispherical protrusions was a square lattice arrangement, and the density thereof was the same as in Example 1.
The average luminance was 2,450 cd / m 2 and the transfer rate was 86%. The results are shown in Table 1.
第１表から明らかなように、脂環式構造を有する樹脂を用いて得られた本発明の導光板（実施例１〜５）は、メタクリル樹脂を用いて得られた導光板（比較例１〜４）に比べて、転写率が良好で、平均輝度が高い。 As is clear from Table 1, the light guide plates (Examples 1 to 5) of the present invention obtained using a resin having an alicyclic structure were obtained using a methacrylic resin (Comparative Example 1). Compared with ˜4), the transfer rate is good and the average luminance is high.
本発明の導光板は、転写率が高く、かつ場所による転写率のバラツキが少ない上、輝度が高いバックライトを構成することができ、液晶表示装置において、高品質の画像表示を得ることができる。 The light guide plate of the present invention has a high transfer rate and a small variation in transfer rate depending on the location, and can constitute a backlight with high luminance, and a high-quality image display can be obtained in a liquid crystal display device. .
１ 光入射面
２ 光反射面
３ 光出射面
４ 側面
５ プリズム面
６ 半球状の凸部
７ 導光板
８ 冷陰極管
９ 反射板
１０ 反射シート
１１ プリズムシート
１２ 光拡散シート
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